500 kV变电站无人值班改造遥控试验的新方法

梁运华，李琼

(湖南省电力公司超高压管理局，湖南长沙410005)

500 kV变电站采用集控中心+少人值守 (或无人值班)的管理模式，前提之一是集控中心必须具备远程遥控相关设备的能力，当变电站出现故障或异常时，集控中心能迅速遥控相关开关、隔离刀闸，复归相应保护装置，实现远程隔离事故或异常，快速缩小故障影响范围，因此遥控试验必将成为无人值班改造的核心验收科目。

按照目前的常规遥控试验模式，遥控试验需结合停电间隔进行，且为了防止试验过程中误跳开关，试验之前需退出和恢复非遥控对象的遥控出口压板 (200～300个/站)，这种试验方法得到的试验结果最完整、权威。但通常完成该项安全措施需耗2～3 h方可完成 (遥控出口压板数目繁多，且分布在不同保护小室);同时设备停电又受电网运行方式的限制，因此整站遥控试验往往需要几年时间才能完成，期间容易造成部分遥控记录丢失或遥控验收疏漏现象，且常造成遥控缺陷处理不及时，影响了电网可靠性。同时，参照华中网调2010年最新文件规定，遥控试验业务申请必须包含在一次设备检修申请中，使得操作上不够灵活，不符合运维单位的期望;另外，部分文献采用万用表测量遥控对象的出口压板直流电压变化〔1〕(由-110V左右升至+220V左右)，虽可以在不改变一次设备运行状态下 (需退出全站非遥控对象)进行遥控试验的模式，但这种方法存在一定的误跳开关隐患(使用不正确档位去测量直流电压)。

如何有效地改善现有500 kV变电站无人值班改造的遥控试验方法，尽量提高遥控试验的效率，需进一步探讨和研究。

1 遥控试验相关知识

1.1 遥控操作

遥控操作是由遥控选择 (含预置)、遥控返校和遥控执行3个环节组成。遥控过程是主站首先向执行端发出遥控对象和性质 (分、合)预置命令，执行端收到后，经CPU处理后向主站端发出校核信号。主站端收到校核信号后，与下发命令比较，在校核无误的条件下显示“返校正确”即可进入下一步遥控执行程序，此时监控人员可以通过遥控执行命令向变电站端发送动作执行命令，遥控执行后，变电站自动化系统发送开关变位信息，主站端在规定时间收到该遥控对象的变位信号，则显示遥控成功，否则显示遥控失败〔2-4〕。

1.2 遥控操作及遥控试验核对量

目前，湖南省电网220 kV及以下变电站内的一次设备 (断路器、隔离开关等)操作和二次设备复归操作通常在设备现场进行操作，而500 kV变电站综自系统中，上述设备的操作均在综自系统后台机上进行，因此已投运500 kV综自站、测控装置及其二次遥控执行回路基本上核对完毕。另外，通常遥控试验核对量可分为2大类，即集控主站、子站远动管理机及测控装置等设备遥控数据配置核对和测控装置及其二次遥控执行回路接线核对。只有上述5个部分均正确，才可远程遥控变电站的相关设备，此方法试验结果最完整、权威。具体如图1所示。

图1 常规遥控试验核对量

1.3 遥控试验安全措施

遥控试验需结合停电间隔进行，试验之前，需退出变电站非遥控对象的遥控出口压板 (或远方/就地开关切置“就地”位置)，防止由于相关设备遥控数据配置有误、遥控二次接线错误而造成遥控误出口;试验完成后，再恢复相关压板。

2 具体实现

2.1 可行性分析

考虑在新建500 kV无人值班综自变电站自动化遥控验收时，均在当地后台进行相关设备遥控操作。对于后台遥控验收完的间隔，可间接表明子站测控装置相关配置、二次遥控执行回路接线无误，无人值班改造期间，只需验证集控主站、变电站远动管理机和测控装置相关数据配置是否正确即可，不需传动相关一次设备，因此可以采用遥控预置试验法，既可以达到核对遥控试验核对量，又可以简化试验环节，提高工作效率。

在此同时，若主站遥控预置试验成功后，当主站、子站遥控数据配置有误，而子站遥控试验又未退出非遥控对象遥控出口压板 (或将远方/就地把手切置“就地”)，此时进一步执行“遥控执行”命令，就会存在误遥控其他运行设备的安全隐患，因此需进一步改进主站遥控操作程序。

2.2 综合遥控选择法

综合遥控预置法是根据变电站综自系统内部设备遥控试验验收情况而定，对于综自后台遥控已验收正常的设备，500 kV集控主站可以采用遥控选择 (预置)方式:即只执行远动遥控操作的前2步 (遥控选择、遥控返校)，禁止执行遥控操作的最后一步 (遥控执行);对于尚未验收或验收不成功的设备，500 kV集控主站则采用常规遥控试验法，即退出非遥控对象遥控出口，传动一次设备。

若相关数据配置正确，当主站执行遥控选择(预置)命令，且该命令正确到达子站测控装置后，测控装置可以查询到“XX开出已选择”信息，同时返回“遥控返校”给主站，但测控装置相应开出节点不会动作 (闭合)，现场检修人员结合设备二次图纸，查询到哪个间隔设备被选择(如:5号开出被选择，二次图纸设计5号开出为622开关，则表明622开关被选择，再和集控主站核对是否选择了622开关)，此操作不会引起设备跳闸，如图2所示。

图2 遥控选择法

具体试验流程:主站成功执行遥控预置命令→主站下发遥控预置命令→子站远动管理机收到遥控预置命令→子站间隔层测控装置→测控装置开放相关开出 (同时返回“遥控返校”给主站)→检修人员结合二次图纸，检查相应测控装置的开出信息是否和实际一致→间接验证了遥控试验所有核对量。

当主站未正常下发遥控命令，自动化检修人员需检查主站相关数据及人机界面设置;当子站远动管理机未正确收到遥控命令或正确解析命令，可能需检查远动管理机数据配置及子站测控装置数据配置;当测控装置未能收发遥控命令，则可能需检查子站测控装置及远动管理机数据配置。

2.3 主站遥控程序修改思路

(1)基本思路:鉴于500 kV集控自动化系统已投运状态，应在现有成熟功能基础上，尽少修改程序，以免牵扯到其他运行程序，造成不必要的安全隐患。因此，利用集控自动化系统将某些变电站的相关信息集中分流到责任区功能，各责任区数据流互不影响，新增加部分功能，目前系统已设置了监盘责任区 (需实时监视的变电站集合)、验收责任区 (远动信号预验收变电站)、全系统 (包含所有责任区)。

(2)具体思路:增加遥控试验区，且进入该责任区后，遥控操作界面只有“遥控预置”和“遥控取消”2个按钮，且在相应程序代码中关闭“遥控执行”功能。从遥控操作界面和具体代码中取消“遥控执行”，集控主站能从技术层面确保应用遥控预置法，在遥控试验时，主站不会执行“遥控执行”命令，因此子站相应不会开放测控装置遥控执行回路，防范了责任性误遥控事件。

2.4 主站遥控程序修改方法

在主站侧SCADA模块中的责任区管理功能和信息分流功能程序中，相应增加一部分遥控试验区相关代码，且对应遥控试验区的遥控操作代码中关闭“遥控执行”功能，消除寄生程序代码，提高程序的安全性和可靠性;另外，新增一个遥控操作界面，且该界面只保留“遥控预置”和“遥控取消”2个按钮，并调用相关程序。

完成程序修改后，用户登录到“遥控试验责任区”进行遥控操作时，将调用遥控预置操作界面，在该界面成功执行“遥控预置”操作，子站“遥控返校”正确后，主站仍不能执行“遥控执行”程序，防止子站遥控安全措施不健全时，主站遥控操作可能出现的遥控误出口。当登录到其他责任区进行遥控操作时，调用常规遥控操作界面，在该界面成功执行“遥控预置”操作，子站“遥控返校”正确后，主站能继续执行“遥控执行”程序，实现对子站设备的正常遥控，具体如图3所示。

图3 新遥控操作示意图

3 现场测试及效果检查

3.1 遥控操作界面

用相应用户登录主控台，选择进入监盘责任区、验收责任区或全系统，对新站设备进行遥控验收。对设备进行遥控操作，遥控操作的界面上含有“遥控预置”、“遥控执行”和“遥控取消”按钮，可以实现常规遥控试验;用相应用户登录修改的遥控试验区，再进行遥控试验测试，遥控操作的界面上只具有遥控预置的按钮，“遥控执行”已经被屏蔽。

3.2 实际遥控操作

2009年10月，500 kV宗元变因故新增2台至集控中心专用远动管理机，鉴于测控装置及相关二次回路接线未作任何变动，且全站设备处于运行状态，采用遥控预置法来核对新增的2台远动管理机遥控数据配置正确性。在500 kV集控中心主站监控人员登录遥控试验区，执行了“遥控预置”后，子站试验人员则核对测控装置的显示“遥控开出”情况是否与实际二次图纸 (试验设备)相符;若相符，子站远动管理机、测控装置以及集控中心主站相关遥控配置正确，否则，远动管理机遥控配置可能有误，还需进一步检查。完成所有遥控试验的当天，集控主站成功地实现远程投、退宗元变的高压电容器和电抗器，试验测试结果良好，达到预期的目标。

3.3 经济效益分析

表1 经济效益统计、分析表

通过对表1数据的分析可以看出，常规遥控试验耗时、成本高，若采用预置遥控方法，且按照当前维护9个变电站计算，可以节省11.29万元((1.184+0.02×8) ×9-0.8=11.29)，大幅度减少了维护成本，经济效益显著。

4 结论

为了实现2011年湖南全省500 kV变电站实现少人值班+集中监控运行管理模式，2009—2010年是湖南境内500 kV变电站无人改造的关键性的2年。在此期间，湖南省超高压局的通信自动化专业要完成相关调试、试验任务，如何安全、全面、高效地完成500 kV变电站遥控试验成为新课题。500 kV星城变、昆山变及宗元变的第2台远动管理机均采用了“遥控预置法”的遥控试验方法，有效地缩短了500 kV变电站无人值班改造遥控试验时间的难题，取得了显著的经济效益和社会效益，并且可将该方法推广到其他情形，如子站更换新远动管理机、新建站第2台远动管理机验收 (减少设备的损耗)等。

〔1〕赵维俊，石文江，王荣茂，等.集控中心建设中不停电进行遥控试验的方法〔J〕.电力系统自动化，2009，33(10):99-103.

〔2〕李雨舒，李明珍.无人值班变电站遥控常见故障的分析与处理〔J〕.电力系统保护与控制，2009，37(18):145-146.

〔3〕张志军，张平，黄国栋.500 kV变电站保护设备远方遥控应用〔J〕.华东电力，2009，37(10):1750-1760.

〔4〕IEC60870-5-104远动设备及系统(第5-104部分传输规约采用标准传输文件集的IEC60870-5-101网络访问)〔S〕.